Международная система единиц (СИ)

Совокупность основных и производных единиц, относящихся к некоторой системе величин и построенная в соответствии с принятыми принципами, образует систему единиц

. На сегодняшний день Международная система единиц физических величин включает семь основных единиц

Таблица 1.1. Основные единицы СИ
Наименование	Единица измерений	Обозначение	Размерность
международное	российское
Длина	Метр	m	м	L
Масса	Килограмм	kg	кг	М
Время	Секунда	S	с	Т
Сила электрического тока	Ампер	А	А	I
Термодинамическая температура	Кельвин	К	К
Количество вещества	Моль	mol	моль	N
Сила света	Кандела	kd	кд	J

Решениями Генеральной конференции по мерам и весам приняты такие определения основных единиц измерения физических величин:

1. Метр считается длинной пути, который проходит свет в вакууме за 1/299 792 458 долю секунды;

2. Килограмм считается приравненным к существующему международному прототипу килограмма;

3. Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего тому переходу, который происходит между двумя так называемыми сверхтонкими уровнями основного состояния атома Cs¹³³;

4. Ампер считается мерой той силы неизменяющегося тока, вызывающего на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия при условии прохождения по двум прямолинейным параллельным проводникам, обладающим такими показателями, как ничтожно малая площадь кругового сечения и бесконечная длина, а также расположение на расстоянии в 1 м друг от друга в условиях вакуума;

5. Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры, так называемой тройной точки воды;

6. Моль равен количеству вещества системы, в которую входит такое же количество структурных элементов, что и в атомы в C¹²массой 0,012 кг;

7. Кандела равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Кроме того, Международная система единиц содержит две достаточно важные дополнительные единицы, необходимые для измерения плоского и телесного углов.

Так, единица плоского угла – это радиан, или сокращенно рад, представляющий собой угол между двух радиусов окружности, длина дуги между которыми равняется радиусу окружности. Если речь идет о градусах, то радиан равен .

Стерадиан, или ср, принимаемый за единицу телесного угла, представляет собой телесный угол, расположение вершины которого фиксируется в центре сферы, а площадь, вырезаемая данным углом на поверхности сферы, равна площади квадрата, сторона которого равна длине радиуса сферы. Другие дополнительные единицы СИ используются для формирования единиц угловой скорости, а также углового ускорения и т. д.

Радиан и стерадиан используются для теоретических построений и расчетов, поскольку большая часть значимых для практики значений углов в радианах выражаются трансцендентными числами. К внесистемным единицам относятся:

1. за логарифмическую единицу принята десятая часть бела, децибел (дБ);

2. диоптрия – сила света для оптических приборов;

3. реактивная мощность – Вар (ВА);

4. астрономическая единица (а. е.) – 149,6 млн км;

5. световой год, под которым понимается такое расстояние, которое луч света проходит за 1 год;

6. вместимость – литр;

7. площадь – гектар (га).

Универсальность СИ обеспечивается тем, что 7 основных единиц, положенных в ее основу, являются единицами физических величин, отражающих основные свойства материального мира, и дают возможность образовывать производные единицы для любых физических величин во всех отраслях науки и техники. Этой же цели служат и дополнительные единицы, необходимые для образования производных единиц, зависящих от плоского и телесного углов.

Выделяют следующие преимущества СИ перед другими системами единиц:

1. СИ является универсальной, охватывая все области науки, техники, производства;

2. построенная таким образом система единиц и входящие в нее единицы называются когерентными (связанными, согласованными), коэффициенты пропорциональности в физических уравнениях, определяющих единицы производных величин, равны безразмерной единице;

3. в СИ устранена множественность единиц (унификация единиц для всех видов измерений) для выражения величин одного и того же ряда;

4. установление для каждой физической величины своей единицы позволило разграничить понятие массы (кг) и веса (Н).

Международная система единиц, благодаря своим преимуществам, получила широкое распространение в мире. Так, все страны Европейского Союза перешли на единицы СИ. Страны, где ранее традиционно применялась английская система мер (Великобритания, Австралия, Канада, США и др.) также внедряют единицы СИ.